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Conceptos Básicos Meteorología , Climatología. Cambio Climático VS Variabilidad Climática. 24 de Octubre 2017 TEC, San Carlos. Clima y Agricultura Conceptos Básicos Meteoro. Fenómeno además de las nubes, que es observado en la atmósfera o en la superficie del globo terrestre. Los meteoros, teniendo en cuenta la naturaleza de sus partículas constitutivas o los procesos físicos que intervienen en su formación, se han clasificado en cuatro grupos principales: Hidrometeoro, Litometeoro, Fotometeoro, y Electrometeoro http://www.srh.noaa.gov/spanish/glosario/glosario_h.php#HIDROMETEORO http://www.srh.noaa.gov/spanish/glosario/glosario_l.php#LITOMETEORO http://www.srh.noaa.gov/spanish/glosario/glosario_f.php#FOTOMETEORO http://www.srh.noaa.gov/spanish/glosario/glosario_e.php#ELECTROMETEORO • ATMÓSFERA • La porción gaseosa o de aire del medio ambiente físico que rodea al planeta. En el caso de la tierra, se mantiene más o menos cerca de la superficie gracias a la atracción de la fuerza de gravedad de la tierra. La atmósfera se divide en: tropósfera, estratósfera, mesósfera, ionósfera y exósfera. • ATMÓSFERA ESTÁNDAR • Según la Organización Internacional de Aeronaútica Civil (siglas en inglés, ICAO) la atmósfera estándar fija una temperatura promedio a nivel del mar de 15 grados Celsius, una presión estándar a nivel del mar de 1,013.25 milibares ó 29.92 pulgadas de mercurio y un grado de temperatura de 0.65 grados Celsius por cada 100 metros hasta 11 kilómetros en la atmósfera. La atmósfera Constituye la mezcla de gases y partículas que envuelve la Tierra y que permanece atrapada a la misma por la fuerza gravitacional. • La atmósfera terrestre es extremadamente delgada en comparación a la dimensión del Planeta cuyo radio aproximado es 6400 km. • Un poco más del 90% de la masa de la atmósfera se concentra en los primeros 20 km sobre la superficie. • Los principales componentes de la atmósfera son el nitrógeno molecular 78% en y oxígeno molecular 21% . • El vapor de agua, el dióxido de carbono (CO2), y otros elementos gaseosos de menor concentración, ocupan el 1% restante Definición del Clima y el Tiempo • El clima es un conjunto de valores promedios de los variables atmosféricos (temperatura, humedad, precipitación, radiación solar, viento dirección y velocidad y presión atmosférica) que caracterizan una región : clima de montaña; clima tropical; clima templado. Ext. • Estos valores promedio se obtienen con la recopilación de la información meteorológica durante un periodo de tiempo suficientemente largo (10-30 o más años). • En una zona, o la región o a una localidad concreta se habla de clima zonal, regional o local (microclima), respectivamente. • Estado del tiempo es la variación de un conjunto de las variables atmosféricas de un determinado lugar, en un momento determinado, un minuto, una hora, un día, una semana, un mes. Elementos y factores del clima La ciencia que estudia el clima y su relación con la vida animal y vegetal, en cada región del planeta, se llama climatología. El clima es la suma total de distintos elementos, por un período largo, en un lugar determinado. De este modo, para identificar a un determinado clima se debe tomar en cuenta esos distintos elementos. De ellos, los principales son la temperatura, la presión atmosférica y las precipitaciones. Factores Astronómicos Factores Geográficos: •La latitud. •El mar y las corrientes marinas. •La altitud. •La vegetación. Elementos del Clima En resumen, lo que produce los distintos tipos de clima del planeta son, justamente, las variadas combinaciones que se presentan entre los elementos del clima, como consecuencia de la acción de los factores climáticos. Factores que afectan el clima Factores Astronómicos: Sol Posición de planeta Tierra en el sistema Solar El eje de inclinación Velocidad de rotación del planeta Factores Geofísicos Externos: Tamaño y Peso de la Tierra Velocidad de rotación de la Tierra alrededor de su eje Gravedad y campo magnético Actividad volcánica 1. ENERGIA SOLAR CALIENTA MAS ECUADOR 2. AIRE FRIÓ SE DIRIGE HACIA ECUADOR Y AIRE CALIENTE HACIA LOS POLOS Sol - Factor Principal en Formación de Clima http://www.usatoday.com/weather/tg/wglobale/wglobale.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/wglobale/wglobale.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/wglobale/wglobale.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/wglobale/wglobale.htm Factor Geográfico Conceptos Básicos Radiación Solar Temperatura Presión Atmosférica Viento Humedad Precipitación CONCEPTOS BÁSICOS DE RADIACIÓN SOLAR • La energía solar llega a la tierra en forma de radiación • Radiación directa: Es la radiación solar recibida del sol sin que haya sido difractada por la atmósfera. • Radiación difusa: Es la radiación solar recibida del sol después de que su dirección ha sido cambiada debido a los procesos de reflexión y refracción que ocurren en la atmósfera. • Radiación total: Es la suma de las radiaciones directa y la difusa que inciden sobre una superficie. http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld002.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld002.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld004.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld004.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld019.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld019.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/index.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/index.htm http://www.re.sandia.gov/ http://www.re.sandia.gov/ http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/tsld003.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/tsld003.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld001.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld002.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld004.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/sld019.htm http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/index.htm http://www.re.sandia.gov/ http://www.re.sandia.gov/mat/energ_solar_basica/tsld003.htm Efecto invernadero La Tierra, como todo cuerpo caliente, emite radiación, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja de una longitud de onda mucho más larga que la que recibe. Sin embargo, no toda esta radiación vuelve al espacio, ya que los gases de efecto invernadero absorben la mayor parte. http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_infrarroja http://es.wikipedia.org/wiki/Gases_de_efecto_invernadero Todos los cuerpos están formados por átomos y moléculas y dichos átomos y moléculas están en constante movimiento, bien desplazándose (en los líquidos y gases) bien vibrando (en los sólidos). Puesto que se mueven, estas moléculas están dotadas de una velocidad. La temperatura de un cuerpo está relacionada con la velocidad de las moléculas que la forman y, así, cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad de sus moléculas. Temperatura Temperatura •Temperatura. Condición que determina el flujo de calor de un cuerpo a otro, medido en alguna escala de temperatura por medio de cualquiera de los diversos tipos de termómetros. Temperatura del aire es la temperatura señalada en el termómetro expuesto al aire, al abrigo de radiación solar directa. •Escalas de Temperatura: Kelvin, Absoluta, Celsius, Centígrados, Fahrenheit. escala Puno de Congelamiento Punto de Ebullición C 0 100 C(5/9)(F-32) F 32 212 F (9/5)(C+32) K 273.16 373.16 C+273.16 A 273 373 C+273 Tipos de temperatura •Temperatura media diaria •Temperatura media mensual •Temperatura media anual •Temperaturas extremas (mínima, máxima) •Temperaturas extremas absolutas: Datos interesantes: Máxima absoluta:43°CPuntarenas, 08.02.1964 Mínina absoluta: -9.0° Cerro Chiripo. 21.02.1971 PRESIÓN • La Presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. • La presión suele medirse en atmósferas (atm); • en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). • La atmósfera estándar se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional. COMO FUNCCIONA BAROMETRO ALTA PRESIÓN BAJA PRESIÓN http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm http://www.usatoday.com/weather/tg/whighlow/whighlow.htm COMO LA DIFERENCIA DE PRESIÓN CREA EL VIENTO Velocidad del viento se mide • m/seg a nudos se multiplica por 1.94 • m/seg a km/h por 3.6 • Nudos a m/seg por 0.52 • Nudos a km/h por 1.85 • Km/h a m/seg por 0.28 • Km/h a nudos por 0.54 Rosa de los vientos Régimen de precipitaciones anuales a nivel nacional: 24 •Ciclos Naturales del Planeta •Ciclos de Milankovitch La teoría del astrónomo Milutin Milankovitch de Serbia, que explica el cambio climático a través de los cambios en la órbita de la tierra y su movimiento alrededor del Sol y si eje: Excentricidad, Oblicuidad, Precesion Cómo es ha variado la temperatura en la Tierra? • En los últimos 3 millones de años, la Tierra ha experimentado ciclos cada ~100,000 años de glaciaciones, seguidos de largos períodos interglaciares • Estos períodos climáticos son principalmente resultado de una serie de ciclos orbitales del planeta: excentricidad, precesión, oblicuidad •El primero de los tres ciclos de Milankovitch es la excentricidad de la tierra. Excentricidad es la forma de la órbita de la tierra alrededor del sol constantemente fluctuante, orbita oscila entre más y menos elíptica (0 a 5%). • La forma de la órbita de la Tierra, varía de ser casi circular -excentricidad baja- de 0,005 •ligeramente elíptica (excentricidad alta de 0,058) •excentricidad media de 0,028. •El componente mayor de estas variaciones ocurre en un período de 413.000 años. También hay ciclos de entre 95.000 y 136.000 años, siendo el ciclo más conocido de unos 100.000 años. • Oscilaciones de elípticas, son de gran importancia por que altera la distancia de la tierra al sol, cambiando así la distancia radiación de onda corta del sol hacia la tierra. Excentricidad- es el cambio de la forma orbital alrededor del Sol (ciclo cada 100. 000 años) Oblicuidad el el cambio de Angulo de inclinación del eje de 22.5° a 24.5° cada 41000 años. 22.5°24.5° Excentricidad - es el cambio de la forma orbital alrededor del Sol (ciclo cada 100. 000 años) PerihelionApehelionApehelion Mínimo: 0.005 Máximo: 0.061 No está a escala!! Efecto sobre el clima Edad(kya) 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Eccentricidad (100 ky) Temperatura Oblicuidad (41 ky) Precesion (22 ky) Efecto sobre el clima • En un periodo largo, de millones de años, estos ciclos pueden unirse, esto fue hace los 23 millones de años. • El resultado de la última la unión de dos ciclos fue hace 200000 años, que originó el calentamiento global debido a que la Orbita fue casi redonda, por lo que la distancia entre la Planeta Tierra y el Sol fue estable en el período; además el angulo de inclinación del eje de la Tierra fue menor. Younger Dryas La pequeña glaciación -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 05101520 Edad (kya) Te m p e ra tu ra ( °C ) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 A cu m u la ci ó n d e n ie ve ( m /y r) Pequeña glaciaciónEdad de hielo Calentamiento medieval • que las variaciones orbitales son predecibles, si se tiene un modelo que relaciona las variaciones orbitales al clima, es posible en principio, "predecir" el clima futuro. • Sin embargo se sabe que hay bastantes más factores que tienen papeles importantes en la fluctuación climática como las realimentaciones, y los factores moderadores de la variabilidad climática. • Por otra parte, la Influencia antropogénica sobre el clima, que puede ser la principal causa del calentamiento global reciente. • Este tipo de fenómenos tienen naturalmente una influencia mucho más grande a corto plazo. No se conoce pues un buen modelo que relacione el clima y la variación orbital de la Tierra. • La discusión sobre si nos encaminamos a una glaciación o si aun estaremos por mucho más tiempo en el actual período interglacial sigue siendo tema de debate. • En todo caso, lo que a una gran mayoría de la comunidad científica le asegura que es la tendencia actual al calentamiento global se mantendrá para este siglo, causada sobre todo por el efecto de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero. Conclusiones sobre los ciclos naturales del clima del planeta: ¿Qué es el Cambio Climático? El calentamiento global origina el cambio climático, que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima que se observa en períodos de tiempo comparables. El cambio en el clima atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas, Fuente: http://climate.nasa.gov/ National Climatic Data Center (NCDC) Fuente: GIZ-USAID.2013 Expansión térmica del Mar (Aumento en el nivel del mar 1992-2012) 1.74 2.70 1.95 2.83Máximo Mínimo Pacífico Caribe Tendencia media Nivel medio del mar entre 2010-2040 (mm/año) Promedio mundial Nivel medio del mar 1993-2014 (+3.26 mm/año) Fuente: AVISO.2014 Fuente: CEPAL.201a -0.96 -0.92 -0.98 -1.18 -1.22 -0.88 -0.22 +1.87 +2.16 +2.02 Anomalías del nivel del mar 1992-2012 mm/año Datos de satélites altimétricos Fuente: BIOMARC-SINAC-GIZ.2014 Elaborado por: Lenin Corrales.2014 10 mm/año = 1 metro/año retroceso de la costa Puntarenas, línea de pleamar con un incremento de 30 y 100 cm, un ejemplo del área de estudio Recursos costeros actual + 0.3 m + 1.0 m • Puntarenas• San Isidro de Puntarenas Tendencia cambio nivel medio del mar 1.74 2.70 1.95 2.83Máximo Mínimo Pacífico Caribe Cambio SLR en el año 2040 (mm) 52.32 81.11 58.61 84.90Máximo Mínimo Pacífico Caribe Fuente: CEPAL. 2012 Tendencia media SLR entre 2010-2040 (mm/año Costa Rica Sector 1: inundación y transgresión…..poca población Sector 5: inundación y transgresión, línea de costa 75 m tierra adentro…poca población Sector 8: inundación 5,700 Ha ….ciudad de Puntarenas. Sector 9: ……...22% de los hoteles en áreas de riesgo. Sector 10:…..70% de la costa se moverá tierra adentro, aprox. 75m……casas recreo, campos de arroz y pastos. Sector 12: interacción entre los rios y la marea….incierto aún el impacto. RECURSOS COSTEROS Principales impactos PCP (1961-1990) PCP-A2-2020 PCP-A2-2050 PCP-A2-2100 Regional (South Mexico and Central America) Projections on climate change Rainfall (mm) Scenario A2, multi-model Costa Rica Perspectivas Precipitación 2070-2100 Costa Rica Perspectivas Temperatura 2070-2100 -9% Ciudad Quesada 4108 4456 4346 4143 4550 3000 3500 4000 4500 5000 promedio 61-90 promedio 91-20 promedio 21-50 promedio 51-80 promedio81- 100 promedios de períodos m m CIUDAD QUESADA -6 -4 -2 0 2 4 6 2011 2019 2027 2035 2043 2051 2059 2067 2075 2083 2091 2099 Año C a m b io d e te m p e ra tu ra ( °C ) -1200 -800 -400 0 400 800 1200 C a m b io d e p re c ip it a c ió n ( m m ) Lineal (Precipitación) Lineal (Temperatura) Costa Rica Projections on climatechange Rainfall (obs+proj) Scenario A2, model PRECIS, North Caribbean Proyecciones de Clima • De acuerdo con el estudio, las zonas tropicales que casi 100% está empobrecidas, y que no han contribuido prácticamente nada al calentamiento global, se iniciará el período de cambio sin precedentes de catástrofe permanente a partir de 2020, aproximadamente. • Pequeños pero cambios rápidos en el clima podrían inducir a una considerable variación biológica en los trópicos, debido a que en los trópicos los rangos de fluctuaciones tanto mensuales como anuales de los variables del clima son pequeños. • Los países de latitudes medias y altas, como América del Norte y Europa, comenzarán este período catastrófico alrededor de 2047. http://www.soc.hawaii.edu/mora/PublicationsCopyRighted/Mora%20038.pdf Variabilidad Climática Variabilidad Climática • Variabilidad en la región del Atlántico Subtropical y Extratropical (NAO/NAM) • Variabilidad asociada a ENSO • Variabilidad asociada a los monzones ATLÁNTI CO TROPICA L EL NIÑO MONZÓN NAO atmósfera océano estratosfera • Variabilidad acoplada océano/atmósfera • Variabilidad en la estratosfera • Predicción climática global contribuciones: UB, UCM (2), UPO, UV, PCB, IMEDEA, ECMWF Ecological disaster Impactos de Varibilidad Climática Oscilación Decadal del Pacífico (PDO). • Uno de los nuevos temas en la investigación oceanográfica es la llamada Oscilación Decadal del Pacífico. • PDO es una fluctuación de largo período (20-30años) en el océano Pacífico, el cual afecta principalmente la cuenca del Pacífico y el clima de América del Norte. • consta de una fase positiva (o cálida) y una fase negativa (o fría). Variabilidad climática y formación de Ciclones Tropicales en Atlántico ENOS La Niña El Niño 1.El viento del este empuja las aguas cálidas al oeste 2. El viento del oeste empuja las aguas cálidas al este En condiciones NORMALES el Pacífico occidental siempre es más caliente que la parte central y oriental. Durante El Niño el calor se distribuye en todo el océano. www.cpc.noaa.gov /products/analysis _monitoring/ensos tuff/ensoyears.sht ml EFECTOS ENOS IMPACTOS DE El NIÑO En Costa Rica Inundaciones Julio-Agosto, Noviembre -Diciembre Sequías, Veranillos Extendidos, Salida de la Estación Lluviosa temprano LITORAL CARIBE Incendios Forestales, Temperaturas Altas, Menor cobertura nubosa, Vientos fuertes LITORAL PACIFICO IMPACTOS DE El NIÑO IMPACTOS DE LA NIÑA Déficit de Lluvias Aguas cálidas y pobres Aguas más frías y nutrientes Inundaciones, No Veranillos, Salida de la Estación Lluviosa tardíamente Menos Incendios Forestales, Temperaturas Mas Bajas, Mayor cobertura nubosa, Vientos débiles ENOS- Condiciones Actuales Anomalías de Temperatura del Océano Fuente: https://sealevel.jpl.nasa.gov/images/latestdata/jason/2017/20170508P.jpg http://iridl.ldeo.columbia.edu/maproom/Global/Ocean_Temp/Weekly_Anomaly ENOS- Condiciones Actuales Anomalías de Temperatura del Océano 19.10.17 Pronóstico ENOS Pronóstico ENOS http://stateoftheocean.osmc.noaa.gov/sur/pac/nino34.php Pronóstico de temporada de Huracanes 2017 Pronóstico de temporada de Huracanes 2017 Comportamiento de ENOS en la Zona Norte Comportamiento de ENOS en el Pacífico Norte Resumen: Pronóstico Probabilistico de Lluvias a Mediano - Largo Plazo NOV2017 Conclusiones El paulatino enfriamiento de las aguas del Pacífico con posibilidad de desarrollo de La Niña 2017 que persistirá hasta Marzo 2018 causará las siguientes condiciones. ------------------------------------------------------ • Posibilidad de ciclones tropicales-Octubre-Noviembre en el mar Caribe • Etapa de Transición Extendida • Salida tardía de la estación lluviosa. • Probabilidad algunas lluvias en Diciembre 2017 – Enero 2018 • Segundo semestre 2018 desarrollo de las condiciones de El Niño • Salida Temprana de la estación lluviosa 2018. • Déficit de lluvias en el II semestre 2018 • Temperaturas máximas elevadas 2018 inicio 2019 Pronóstico a Medano - Largo plazo http://piact.cenat.ac.cr http://piact.cenat.ac.cr/ 78 https://www.youtube.com/watch?v=OiC_5NJjzCo&t=8s https://www.youtube.com/watch?v=OiC_5NJjzCo&t=8s 79 http://piact.cenat.ac.cr http://piact.cenat.ac.cr/ Efectos de las Sequias Sobre el Sector Agropecuario Agricultura • Se reduce la producción y se afecta la calidad. • Aumenta la incidencia de algunas plagas y enfermedades • Limitación de opciones de riego por insuficiencia de agua • Suspensión de nuevas siembras en zonas críticas • Cultivos permanentes son afectados por la escasez de agua Efectos de Sequia Sobre el Sector Agropecuario Efectos diferidos (impacto a la base productiva) • Erosión deteriora la productividad de la tierra • Migración de personas por falta de oportunidades de empleo • Pérdida de fuentes de agua • Reducción de la producción de semillas, almacígales y viveros, que afectan producción futura • Reducción forzada en el pie de cría (por muerte o venta). • Baja la eficiencia reproductiva en el subsector pecuario. • Muerte de alevines afecta futuras capturas pesqueras. • Productores pueden perder su condición de sujetos de crédito por dificultades para enfrentar sus compromisos financieros Otros efectos relacionados con el sector agropecuario • Proliferación y sobre explotación de pozos • Racionamiento de servicios básicos (agua y luz) • Enfermedades por compartir fuentes de agua animales y personas. • Aumenta la depredación por concentración de animales en fuentes de agua Efectos sobre la seguridad Alimentaria • Menor disponibilidad de producción para el consumo familiar. • Menores ingresos • Mayores precios de alimentos, limita el acceso • Efectos de la sequía sobre la salud y la alimentación afectan capacidad productiva • Transmisión de alzas de los precios de los alimentos en los mercados internacionales al mercado local • Escasez de agua podría afectar inocuidad y el aprovechamiento biológico de los alimentos. Efectos de Sequia Sobre el Sector Agropecuario • Cambio Climático y riesgo a desastres • Como tema transversal nos encontramos con el calentamiento global…. • …de manera que incorporar la adaptación al cambio climático ligado a la gestión del riesgo en la planificación institucional y aprovisionamiento presupuestal de todas las instituciones del Estado es una medida urgente que debemos emprender hoy día….los ecosistemas, la infraestructura y los sectores productivos (vivienda, zona costeras y pesca, biodiversidad, recursos hídricos y energía). • ….programas que aumenten la resiliencia en las comunidades frente al cambio climático es el reto que nos ocupa. Plan Nacional de Desarrollo 2015-2018 470 Plan Nacional de Desarrollo 2015-2018 • …De acuerdo con el estudio Impacto Económico de los Fenómenos Hidrometeorológicos en Costa Rica, las pérdidas acumuladas para el periodo 2005-2011 ascienden a US 710,65 millones de dólares constantes (Flores, 2013). • La estimación de los daños revela que el mayor impacto se centra en la infraestructura (51%), sin embargo, los costos podrían ser mucho mayores si se toman en cuenta los efectos cascadas asociados a las cadenas de valor y redes de suministro (PIK, 2013). Plan Nacional de Desarrollo 2015-2018 471 Plan Nacional de Desarrollo 2015-2018 Muchas Gracias Iirina Katchan ikatchan@gmail.com Facebook: PIACTCA https://www.facebook.com/piactca Un pronóstico puede ser efectivo cuando hay un compromiso de una serie de instituciones de divulgación de conocimiento científico trasladado a la población.
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